点对点无线通信设备的自动对准方法和系统

摘要

本发明涉及一种点对点无线通信设备的自动对准方法，包括：基于位于两端的第一通信设备和第二通信设备的位置信息计算所述第一通信设备和所述第二通信设备的理论转动角度，所述理论转动角度包括转动方位角和转动俯仰角；基于所述理论转动角度和误差角度范围分别对所述第一通信设备和所述第二通信设备进行粗调；所述第一通信设备和所述第二通信设备轮流进行步进式自动精调以彼此对准。本发明涉及一种点对点无线通信设备的自动对准设备。本发明能够实现速度快、效率高并且精确对准的点对点无线通信设备的自动对准。

权利要求

1.一种点对点无线通信设备的自动对准方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、基于位于两端的第一通信设备和第二通信设备的位置信息计算所述第一通信设备和所述第二通信设备的理论转动角度，所述理论转动角度包括转动方位角和转动俯仰角；

S2、基于所述理论转动角度和误差角度范围分别对所述第一通信设备和所述第二通信设备进行粗调；

S3、所述第一通信设备和所述第二通信设备轮流进行步进式自动精调以彼此对准；

所述步骤S3进一步包括：

S31、所述第一通信设备和所述第二通信设备轮流按照递减的步进角度进行转动并判断彼此之间的通信信号是否锁定；

S32、在所述第一通信设备检测到所述通信信号锁定时，控制所述第二通信设备按照锁定步进角度进行转动，并在检测到所述通信信号为对准状态时，控制所述第二通信设备停止转动；

所述步骤S31进一步包括：

S311、所述第一通信设备按照第一步进角度进行转动，并且在转动结束后控制所述第二通信设备按照第二步进角度进行转动；

S312、在所述转动过程中，所述第一通信设备和所述第二通信设备保持通信，并且所述第一通信设备判断所述通信信号是否锁定，如果是执行步骤S32，否则执行步骤S313；

S313、递减更新所述第一步进角度和所述第二步进角度，并返回步骤S311。

2.根据权利要求1所述的点对点无线通信设备的自动对准方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

S11、采集所述第一通信设备和所述第二通信设备的经度、纬度和高度，并基于所述经度、所述纬度和所述高度计算第一通信设备和所述第二通信设备之间的距离；

S12、基于所述第一通信设备和所述第二通信设备的初始方位角、初始俯仰角以及所述距离计算所述第一通信设备和所述第二通信设备的转动方位角和转动俯仰角。

3.根据权利要求2所述的点对点无线通信设备的自动对准方法，其特征在于，所述步骤S11进一步包括：

S111、采集所述第一通信设备的经度 、纬度 和高度 以及所述第二通信设备的经度 、纬度 和高度 ；

S112、计算所述第一通信设备与地心的距离 ，以及所述第二通信设备与地心的距离 ，其中r为地球半径；

S113、基于所述第一通信设备的经度 、纬度 以及所述第二通信设备的经度 、纬度计算所述第一通信设备和所述第二通信设备之间的距离 ，其中 ， ， ， ，

。

4.根据权利要求3所述的点对点无线通信设备的自动对准方法，其特征在于，所述步骤S12进一步包括：

S121、将所述第一通信设备和所述第二通信设备的初始方位角均设为正北向，并基于以下公式计算所述第一通信设备的转动方位角 和所述第二通信设备的转动方位角 ：；

其中， ， ；

S122、将所述第一通信设备和所述第二通信设备的俯仰角均设为重力方向，并基于以下公式计算所述第一通信设备的转动俯仰角 和所述第二通信设备的转动俯仰角 ：。

5.根据权利要求4所述的点对点无线通信设备的自动对准方法，其特征在于，所述步骤S12进一步包括：

S123、重新将所述第一通信设备和所述第二通信设备的初始方位角均设为正东向、正南向或者正西向，并基于所述第一通信设备的转动方位角 和所述第二通信设备的转动方位角 计算所述第一通信设备的第二转动方位角和所述第二通信设备的第二转动方位角；和/或

S124、重新将所述第一通信设备和所述第二通信设备的初始俯仰角均设为水平方向或者反重力方向，并基于所述第一通信设备的转动俯仰角 和所述第二通信设备的转动俯仰角 计算所述第一通信设备的第二转动俯仰角和所述第二通信设备的第二转动俯仰角。

6.根据权利要求1‑5中任意一项所述的点对点无线通信设备的自动对准方法，其特征在于，所述步骤S2进一步包括：S21、将所述理论转动角度减去二分之一的所述误差角度范围以作为实际转动角度；

S22、基于所述实际转动角度分别转动所述第一通信设备和所述第二通信设备以进行粗调。

7.根据权利要求1所述的点对点无线通信设备的自动对准方法，其特征在于，在所述步骤S32中，所述通信信号的电平值高于第一电平值时，判定所述通信信号锁定，所述通信信号的电平值高于第二电平值时，判定所述通信信号为对准状态，所述第二电平值高于所述第一电平值。

8.一种点对点无线通信设备的自动对准系统，包括：位于两端的第一通信设备和第二通信设备，所述第一通信设备和所述第二通信设备分别包括用于彼此通信的通信模块，其特征在于，所述点对点无线通信设备的自动对准系统进一步包括：定位设备，用于获取所述第一通信设备和所述第二通信设备的位置信息；

计算设备，用于基于所述第一通信设备和所述第二通信设备的位置信息计算所述第一通信设备和所述第二通信设备的理论转动角度；

粗调控制设备，用于基于所述理论转动角度和误差角度范围生成对所述第一通信设备和所述第二通信设备进行粗调的粗调控制信号；

细调控制设备，用于生成控制所述第一通信设备和所述第二通信设备轮流进行步进式自动精调以彼此对准的细调控制信号；

第一调整设备，用于基于所述粗调控制信号和细调控制信号分别调整所述第一通信设备；

第二调整设备，用于基于所述粗调控制信号和细调控制信号分别调整所述第一通信设备；

所述细调控制信号用于控制所述第一通信设备和所述第二通信设备轮流按照递减的步进角度进行转动；所述第一通信设备的通信模块判断其与第二通信设备的通信模块之间的通信信号是否锁定；在所述第一通信设备的所述通信模块检测到所述通信信号锁定时，所述细调控制信号用于控制所述第二通信设备按照锁定步进角度进行转动；并且在第一通信设备的所述通信模块检测到所述通信信号为对准状态时，所述细调控制信号用于控制所述第二通信设备停止转动。

说明书

点对点无线通信设备的自动对准方法和系统

技术领域

[0001] 本发明涉及无线通信设备领域，更具体地说，涉及一种点对点无线通信设备的自动对准方法和系统。

背景技术

[0002] 随着无线通信技术的发展，无线频谱资源日趋紧张，微波通信已成为一种趋势。毫米波通信由于带宽大，方向性好，波束窄，受杂波影响小，穿透能力强，适合全天候的稳定通
信。然而，毫米波在远距离通信应用中，通常会采用窄波束工作方式，由于波束窄，对准方面
比较难，这给安装调试带来较大的难题。而目前无线通信设备的对准，通常是采用人工对
准，依靠人力在塔上进行天线方位角以及俯仰角的手动调节，期间还需要其余人进行相关
接收功率等指标的监控和适时反馈，导致对准过程耗时费力且效率低下。

发明内容

[0003] 本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种速度快、效率高且能够实现精确对准的点对点无线通信设备的自动对准方法和系统。

[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种点对点无线通信设备的自动对准方法，包括以下步骤：

[0005] S1、基于位于两端的第一通信设备和第二通信设备的位置信息计算所述第一通信设备和所述第二通信设备的理论转动角度，所述理论转动角度包括转动方位角和转动俯仰
角；

[0006] S2、基于所述理论转动角度和误差角度范围分别对所述第一通信设备和所述第二通信设备进行粗调；

[0007] S3、所述第一通信设备和所述第二通信设备轮流进行步进式自动精调以彼此对准。

[0008] 在本发明所述的点对点无线通信设备的自动对准方法中，所述步骤S1包括：

[0009] S11、采集所述第一通信设备和所述第二通信设备的经度、纬度和高度，并基于所述经度、所述纬度和所述高度计算第一通信设备和所述第二通信设备之间的距离；

[0010] S12、基于所述第一通信设备和所述第二通信设备的初始方位角、初始俯仰角以及所述距离计算所述第一通信设备和所述第二通信设备的转动方位角和转动俯仰角。

[0011] 在本发明所述的点对点无线通信设备的自动对准方法中，所述步骤S11进一步包括：

[0012] S111、采集所述第一通信设备的经度 、纬度 和高度 以及所述第二通信设备的经度 、纬度 和高度 ；

[0013] S112、计算所述第一通信设备与地心的距离 ，以及所述第二通信设备与地心的距离 ，其中r为地球半径；

[0014] S113、基于所述第一通信设备的经度 、纬度 以及所述第二通信设备的经度 、纬度 计算所述第一通信设备和所述第二通信设备之间的距离 ，
其中 ， ， ， ，
。

[0015] 在本发明所述的点对点无线通信设备的自动对准方法中，所述步骤S12进一步包括：

[0016] S121、将所述第一通信设备和所述第二通信设备的初始方位角均设为正北向，并基于以下公式计算所述第一通信设备的转动方位角 和所述第二通信设备的转动方位角
：

[0017] ；

[0018] 其中， ， ；

[0019] S122、将所述第一通信设备和所述第二通信设备的俯仰角均设为重力方向，并基于以下公式计算所述第一通信设备的转动俯仰角 和所述第二通信设备的转动俯仰角 ：

[0020] 。

[0021] 在本发明所述的点对点无线通信设备的自动对准方法中，所述步骤S12进一步包括：

[0022] S123、重新将所述第一通信设备和所述第二通信设备的初始方位角均设为正东向、正南向或者正西向，并基于所述第一通信设备的转动方位角 和所述第二通信设备的
转动方位角 计算所述第一通信设备的第二转动方位角和所述第二通信设备的第二转动
方位角；和/或

[0023] S124、重新将所述第一通信设备和所述第二通信设备的初始俯仰角均设为水平方向或者反重力方向，并基于所述第一通信设备的转动俯仰角 和所述第二通信设备的转动
俯仰角 计算所述第一通信设备的第二转动俯仰角和所述第二通信设备的第二转动俯仰
角。

[0024] 在本发明所述的点对点无线通信设备的自动对准方法中，所述步骤S2进一步包括：

[0025] S21、将所述理论转动角度减去二分之一的所述误差角度范围以作为实际转动角度；

[0026] S22、基于所述实际转动角度分别转动所述第一通信设备和所述第二通信设备以进行粗调。

[0027] 在本发明所述的点对点无线通信设备的自动对准方法中，所述步骤S3进一步包括：

[0028] S31、所述第一通信设备和所述第二通信设备轮流按照递减的步进角度进行转动并判断彼此之间的通信信号是否锁定；

[0029] S32、在所述第一通信设备检测到所述通信信号锁定时，控制所述第二通信设备按照锁定步进角度进行转动，并在检测到所述通信信号为对准状态时，控制所述第二通信设
备停止转动。

[0030] 在本发明所述的点对点无线通信设备的自动对准方法中，所述步骤S31进一步包括：

[0031] S311、所述第一通信设备按照第一步进角度进行转动，并且在转动结束后控制所述第二通信设备按照第二步进角度进行转动；

[0032] S312、在所述转动过程中，所述第一通信设备和所述第二通信设备保持通信，并且所述第一通信设备判断所述通信信号是否锁定，如果是执行步骤S32，否则执行步骤S313；

[0033] S313、递减更新所述第一步进角度和所述第二步进角度，并返回步骤S311。

[0034] 在本发明所述的点对点无线通信设备的自动对准方法中，在所述步骤S32中，所述通信信号的电平值高于第一电平值时，判定所述通信信号锁定，所述通信信号的电平值高
于第二电平值时，判定所述通信信号为对准状态，所述第二电平值高于所述第一电平值。

[0035] 本发明解决其技术问题采用的另一技术方案是，构造一种点对点无线通信设备的自动对准系统，包括：位于两端的第一通信设备和第二通信设备，所述第一通信设备和所述
第二通信设备分别包括用于彼此通信的通信模块；

[0036] 所述点对点无线通信设备的自动对准系统进一步包括：定位设备，用于获取所述第一通信设备和所述第二通信设备的位置信息；计算设备，用于基于所述第一通信设备和
所述第二通信设备的位置信息计算所述第一通信设备和所述第二通信设备的理论转动角
度；粗调控制设备，用于基于所述理论转动角度和误差角度范围生成对所述第一通信设备
和所述第二通信设备进行粗调的粗调控制信号；细调控制设备，用于生成控制所述第一通
信设备和所述第二通信设备轮流进行步进式自动精调以彼此对准的细调控制信号；第一调
整设备，用于基于所述粗调控制信号和细调控制信号分别调整所述第一通信设备；第二调
整设备，用于基于所述粗调控制信号和细调控制信号分别调整所述第一通信设备。

[0037] 实施本发明的点对点无线通信设备的自动对准方法和系统，提供了一种新的通过经度、纬度和高度迅速计算通信设备的俯仰角和方位角的方法，并且采用先粗调的方式将
通信设备快速调整到大概位置，提高对准效率，然后采用细调的方式对两个通信设备进行
轮流式对准调节，可以进行精确对准，进一步提高对准效率和精度，因此能够实现速度快、
效率高并且精确对准的点对点无线通信设备的自动对准。

附图说明

[0038] 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

[0039] 图1是本发明的点对点无线通信设备的自动对准方法的优选实施例的流程图；

[0040] 图2是本发明的点对点无线通信设备的自动对准方法的优选实施例的理论转动角计算步骤的流程图；

[0041] 图3是图2所示的理论转动角计算步骤的原理示意图；

[0042] 图4是本发明的点对点无线通信设备的自动对准方法的优选实施例的粗调步骤的流程图；

[0043] 图5是本发明的点对点无线通信设备的自动对准方法的优选实施例的细调步骤的流程图；

[0044] 图6是本发明的点对点无线通信设备的优选实施例的流程图。

具体实施方式

[0045] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并
不用于限定本发明。

[0046] 图1是本发明的点对点无线通信设备的自动对准方法的优选实施例的流程图。如图1所示，在步骤S1中，基于位于两端的第一通信设备和第二通信设备的位置信息计算所述
第一通信设备和所述第二通信设备的理论转动角度。所述理论转动角度包括转动方位角和
转动俯仰角。

[0047] 在本发明的一个优选实施例中，第一通信设备和第二通信设备作为需要进行对准的两个通信设备，可以先对其进行初始化，包括将通信设备上的所有部件，尤其是需要进行
对准的天线以及任何其他相关部件的方位角和俯仰角均设置成同步，即通信设备的方位角
和俯仰角与相关部件（尤其是天线）的方位角和俯仰角相同。在本申请中，对准通信设备与
对准天线的含义相同。在本发明中，优选采集所述第一通信设备和所述第二通信设备的经
度、纬度和高度，并基于所述经度、所述纬度和所述高度计算第一通信设备和所述第二通信
设备的理论转动角度。

[0048] 图2是本发明的点对点无线通信设备的自动对准方法的优选实施例的理论转动角计算步骤的流程图。如图2所示，在步骤S11中，采集所述第一通信设备和所述第二通信设备
的经度、纬度和高度，并基于所述经度、所述纬度和所述高度计算第一通信设备和所述第二
通信设备之间的距离。

[0049] 在本发明的一个优选实施例中，采集所述第一通信设备的经度 、纬度 和高度以及所述第二通信设备的经度 、纬度 和高度 ；计算所述第一通信设备与地心的
距离 ，以及所述第二通信设备与地心的距离 ，其中r为地球半径。最
后基于所述第一通信设备的经度 、纬度 以及所述第二通信设备的经度 、纬度 计
算所述第一通信设备和所述第二通信设备之间的距离 ，
其中 ， ， ， ，
。

[0050] 在步骤S12中，基于所述第一通信设备和所述第二通信设备的初始方位角、初始俯仰角以及所述距离计算所述第一通信设备和所述第二通信设备的转动方位角和转动俯仰
角。

[0051] 在本发明的一个优选实施例中，将所述第一通信设备和所述第二通信设备的初始方位角均设为正北向，并基于以下公式计算所述第一通信设备的转动方位角 和所述第
二通信设备的转动方位角 ：

[0052] ；

[0053] 其中， ， 。

[0054] 将所述第一通信设备和所述第二通信设备的俯仰角均设为重力方向，并基于以下公式计算所述第一通信设备的转动俯仰角 和所述第二通信设备的转动俯仰角 ：

[0055] 。

[0056] 当然，在本发明的其他优选实施例中，也可以重新将所述第一通信设备和所述第二通信设备的初始方位角均设为正东向、正南向或者正西向，并基于所述第一通信设备的
转动方位角 和所述第二通信设备的转动方位角 计算所述第一通信设备的第二转动
方位角和所述第二通信设备的第二转动方位角，即将所述基于所述第一通信设备的转动方
位角 和所述第二通信设备的转动方位角 加上90度、加上180度或者减去90度即可。

[0057] 类似地，也可以将所述第一通信设备和所述第二通信设备的初始俯仰角均设为水平方向或者反重力方向，并基于所述第一通信设备的转动俯仰角 和所述第二通信设备的
转动俯仰角 计算所述第一通信设备的第二转动俯仰角和所述第二通信设备的第二转动
俯仰角，即所述第一通信设备和所述第二通信设备的方位角均设为水平方向时，所述第一
通信设备的第二转动俯仰角和所述第二通信设备的第二转动俯仰角分别为
， ，所述第一通信设备和所述第二通信
设备的方位角均设为重力相反方向时，所述第一通信设备的第二转动俯仰角和所述第二通
信设备的第二转动俯仰角分别为 ， 。

[0058] 为了更好地说明前述转动方位角和转动俯仰角的计算过程，参照图3对其原理说明如下。假设两端的第一通信设备和第二通信设备分别在P1和P2点，P1点所在经线和纬线
分别为LA1和LB1，P2点所在经线和纬线分别在LA2和LB2。地心为O点，P2点映射于地心线上
的点为O1点。可以通过任何已知的定位装置采集P1、P2点的经纬度和高度，即采集所述第一
通信设备的经度 、纬度 和高度 以及所述第二通信设备的经度 、纬度 和高度
；计算所述第一通信设备与地心的距离 ，以及所述第二通信设备与地心的距离
，其中r为地球半径。最后基于所述第一通信设备的经度 、纬度 以及所述第
二通信设备的经度 、纬度 计算所述第一通信设备和所述第二通信设备之间的距离
，其中 ， ，
， ， 。

[0059] 当P1点和P2点的第一通信设备和第二通信设备指向其连线方向时，第一通信设备和第二通信设备（或者说其天线）对准。

[0060] P1、O、P2构成一个三角形，P1‑O连线与P1‑P2连线夹角 、P2‑O连线与P1‑P2连线夹角 均可以通过三角函数计算得出，即 。当初始
俯仰角为重力方向，因此, 第一通信设备和第二通信设备（或者说其天线）对准需要的转动
俯仰角即为 和 。当然，第一通信设备和第二通信设备的初始俯仰角还可设为水平方向
或重力相反方向，水平方向对应的第一通信设备和第二通信设备的转动俯仰角分别为
， 。

[0061] 重力相反方向对应的第一通信设备和第二通信设备的转动俯仰角分别为， 。

[0062] 对于转动方位角来说，如果所述第一通信设备和所述第二通信设备的初始方位角均设为正北向，那么选取一个在P1点正北向的点P0，P0、P1、P2构建一个三角形，并计算出除
S外另两边的长度，即可通过三角函数公式计算P0P1连线与P1P2连线所成夹角，即P1点的第
一通信设备对准需要从正北向顺时针转动的角度，即得到P1、P2点的第一通信设备和第二
通信设备的转动方位角 ， 。为方便计算除S外另两边长度 、 ，采用近似计算。

[0063] 具体来说，在计算 时，将P0点近似看为在P1所在经线LA1、P2所在纬度面上，并将P0P1之间的距离近似为P0P1之间的以O为圆心、R1为半径、圆心角 的弧长，即
。在计算 时，将P0点近似看为在P2所在纬线LB1、P1所在经度
面上，并将P0P2之间的距离近似为P0P2之间的以O1为圆心、R3为半径、圆心角 的弧
长，R3根据P2、O1、O点构成的三角形余弦定理得出，即 ，从而得到
。进一步得到第一通信设备的转动方位角和第二通信设备
的转动方位角分别为 。

[0064] 类似地，如果所述第一通信设备和所述第二通信设备的初始方位角均设正东向、正南向或者正西向，对应地只需要将计算出来的角度与90°或180°相加或相减。

[0065] 通过前述步骤，只需要获得所述第一通信设备和所述第二通信设备的经度、纬度和高度，就可以迅速准确地计算出需要转动的方位角和俯仰角，并且计算过程简单，原理明
晰。

[0066] 返回图1，在步骤S2中，基于所述理论转动角度和误差角度范围分别对所述第一通信设备和所述第二通信设备进行粗调。在前述步骤S1中，计算出来的是最短转动路径的转
动角度，因此最短转动路径的转动可以是顺时针转动，也可以是逆时针转动。在本发明中，
所述理论转动角度包括转动方位角和转动俯仰角。因此，误差角度范围同样分别设置成方
向误差角度范围和俯仰误差角度范围。针对转动方位角和转动俯仰角，其调节是分开进行
的，可以先执行转动俯仰角的调节，再进行转动方位角的调节，反之亦然。无论是针对转动
方位角，还是针对转动俯仰角，后续的对准调节都分为两步，即粗调和细调。粗调是单设备
调节，即在步骤S2中，可以手动，也可以采用任何设置在所述第一通信设备或所述第二通信
设备一侧的调节装置，例如伺服平台，根据预设角度指令进行粗调。

[0067] 图4是本发明的点对点无线通信设备的自动对准方法的优选实施例的粗调步骤的流程图。如图4所示，在步骤S21中，将所述理论转动角度减去二分之一的所述误差角度范围
以作为实际转动角度。即实际方向转动角度=转动方位角‑（方向误差角度范围/2），实际俯
仰转动角度=转动俯仰角‑（俯仰误差角度范围/2）。在步骤S22中，基于实际方向转动角度和
实际俯仰转动角度，手动或者采用任何设置在所述第一通信设备或所述第二通信设备一侧
的调节装置，转动所述第一通信设备和所述第二通信设备以进行粗调。具体的调节顺序和
过程，可以根据实际情况来定，比如可以先将第一通信设备调节到位，然后调节第二通信设
备，也可以同时分别调节两个通信设备。

[0068] 在本步骤中，根据计算获得的实际转动角度，可以粗略地将第一通信设备和所述第二通信设备迅速调整到大概位置，操作简单并且可以提高对准效率。

[0069] 在步骤S3中，所述第一通信设备和所述第二通信设备轮流进行步进式自动精调以彼此对准。在此，可以针对方位角和俯仰角，在两个方向上分别执行步骤S3以实现精调对
准。可以先执行方位角的精调对准，再执行俯仰角的精调对准，反之亦然。

[0070] 图5是本发明的点对点无线通信设备的自动对准方法的优选实施例的细调步骤的流程图。如图5所示，在步骤S31中，所述第一通信设备和所述第二通信设备轮流按照递减的
步进角度进行转动并判断彼此之间的通信信号是否锁定。

[0071] 在本发明的进一步的优选实施例中，所述第一通信设备按照第一步进角度进行转动，并且在转动结束后控制所述第二通信设备按照第二步进角度进行转动，其中所述第二
步进角度可以等于或者小于所述第一步进角度。在所述转动过程中，所述第一通信设备和
所述第二通信设备保持通信，并且所述第一通信设备判断所述通信信号是否锁定，如果是
执行步骤S32，否则递减更新所述第一步进角度和所述第二步进角度。然后所述第一通信设
备按照递减更新后的第一步进角度进行转动，并且在转动结束后控制所述第二通信设备按
照递减更新后的第二步进角度进行转动，一直循环执行，直到检测到信号锁定为止。

[0072] 在步骤S32中，在所述第一通信设备检测到所述通信信号锁定时，控制所述第二通信设备按照锁定步进角度进行转动，并在检测到所述通信信号为对准状态时，控制所述第
二通信设备停止转动。由于在整个转动过程中，第一通信设备和第二通信设备都是在通信
的，因此根据其实际对准情况，通信信号的电平值会发生变化，当所述通信信号的电平值高
于第一电平值时，判定所述通信信号锁定。该锁定表明第一通信设备和第二通信设备基本
对准。这个时候，需要进一步降低步进角度，进行更精确的微调，因此所述第一通信设备检
测到所述通信信号锁定时，控制所述第二通信设备按照锁定步进角度进行转动。锁定步进
角度将进一步小于前面提及的第一步进角度和第二步进角度。同样地，在转动过程中，一直
检测通信信号，如果所述通信信号的电平值高于第二电平值时，优选就是最高值时，判定所
述通信信号为对准状态。

[0073] 在本发明的进一步的优选实施例中，先在方位角的方向上进行精确对准。此时，所述第一通信设备和所述第二通信设备彼此通信，例如可以通过数传电台进行信息共享。共
享的信息可以包括前述实际方向转动角度、转动方位角、方向误差角度范围、实际俯仰转动
角度、转动俯仰角、俯仰误差角度范围。共享的信息还可以包括对准开始信号、对准结束信
号、转动开始信号、转动结束信号。例如以所述第一通信设备为主控设备，所述第二通信设
备为被控设备。在开始精确对准之前，主控设备向被控设备发送对准开始信号和转动开始
信号，然后主控设备按照第一步进角度（比如1°）进行转动，在转动结束之后，向被控设备发
送转动结束信号。然后被控设备向主控设备发送转动开始信号，被控设备在误差角度范围
内按照第二步进角度（比如1°或者0.8°）转动。

[0074] 在整个转动过程中，主控设备和被控设备之间彼此通信，并且主控设备随时监测通信信号的电平值。当所述通信信号的电平值高于第一电平值时，判定所述通信信号锁定。
当通信信号锁定时，主控设备向被控设备发送锁定信号。此时，主控设备不进行转动，而是
控制被控设备按照锁定步进角度转动。锁定步进角度小于第一和第二步进角度，优选为第
一和第二步进角度的1/5或者更小。在整个转动过程中，主控设备同样随时监测通信信号的
电平值，直到通信信号的电平值高于第二设定值，优选为最大值。此时，主控设备发送对准
结束信号至被控设备，被控设备结束转动，向主控设备发送转动结束信号。

[0075] 如果主控设备没有检测到通信信号锁定，那么主控设备和被控设备轮流执行转动，只是每次转动时，采用的步进角度都会梯度减小。即，被控设备在误差角度范围内按照
第二步进角度（比如1°或者0.8°）转动结束之后，被控设备向主控设备发送转动结束信号。
然后主控设备又开始向被控设备发送转动开始信号，主控设备按照减小的第一步进角度
（例如0.6°）转动。在转动结束之后，向被控设备发送转动结束信号。然后被控设备向主控设
备发送转动开始信号，被控设备在误差角度范围内按照减小的第二步进角度（比如0.6°或
者0.4°）转动。如此一直循环，直到主控设备检测到通信信号锁定，再进入锁定校准。

[0076] 在俯仰角的方向上进行精确对准的步骤与方位角的方向上进行精确对准的步骤相同。在此，可以通过主控设备和被控设备上设置的伺服机构进行前述转动控制。基于本发
明的教导，本领域技术人员可以控制装置控制采用任何已知的伺服机构进行前述精确对准
步骤，在此就不再累述了。

[0077] 在本步骤中，两个通信设备以主控、被控方式不同步地分别小步进、拉锯式地转动进行精确对准，可以进一步提高对准效率和精确度。

[0078] 实施本发明的点对点无线通信设备的自动对准方法，提供了一种新的通过经度、纬度和高度迅速计算通信设备的俯仰角和方位角的方法，并且采用先粗调的方式将通信设
备快速调整到大概位置，提高对准效率，然后采用细调的方式对两个通信设备进行轮流式
对准调节，可以进行精确对准，进一步提高对准效率和精度，因此能够实现速度快、效率高
并且精确对准的点对点无线通信设备的自动对准。

[0079] 图6是本发明的点对点无线通信设备的优选实施例的流程图。如图6所示，本发明的点对点无线通信设备的自动对准系统，包括：位于两端的第一通信设备100、第二通信设
备200、定位设备300、计算设备400、粗调控制设备500、细调控制设备600、第一调整设备700
和第二调整设备800。所述第一通信设备100和所述第二通信设备200分别包括用于彼此通
信的通信模块110和210。第一调整设备700和第二调整设备800分别设置在所述第一通信设
备100和所述第二通信设备200，以基于接收到的控制信号（即后续所述粗调控制信号和细
调控制信号）调整所述第一通信设备100和所述第二通信设备200。

[0080] 所述定位设备300用于获取所述第一通信设备100和所述第二通信设备200的位置信息。所述定位设备300可以是分别设置在所述第一通信设备100和所述第二通信设备200
上的定位设备，也可以是，例如GPRS或者北斗定位模块，用于采集所述第一通信设备的经度
、纬度 和高度 以及所述第二通信设备的经度 、纬度 和高度 。

[0081] 例如，所述计算设备400可以用于基于所述第一通信设备100和所述第二通信设备200的位置信息计算所述第一通信设备100和所述第二通信设备200的理论转动角度。所述
计算设备400例如可以基于所述第一通信设备的经度 、纬度 以及所述第二通信设备的
经度 、纬度 计算所述第一通信设备和所述第二通信设备之间的距离
，其中 ， ，
， ， 。所述计算设备400例如进一步用于将所述第一通
信设备和所述第二通信设备的初始方位角均设为正北向，并基于以下公式计算所述第一通
信设备的转动方位角 和所述第二通信设备的转动方位角 ：

[0082] ；

[0083] 其中， ， 。

[0084] 将所述第一通信设备和所述第二通信设备的俯仰角均设为重力方向，并根据以下公式计算所述第一通信设备的转动俯仰角 和所述第二通信设备的转动俯仰角 ：

[0085] 。

[0086] 在本发明的其他优选实施例中，所述计算设备400还可以用于重新将所述第一通信设备和所述第二通信设备的初始方位角均设为正东向、正南向或者正西向，并基于所述
第一通信设备的转动方位角 和所述第二通信设备的转动方位角 计算所述第一通信
设备的第二转动方位角和所述第二通信设备的第二转动方位角；和/或将所述第一通信设
备和所述第二通信设备的初始俯仰角均设为水平方向或者反重力方向，并基于所述第一通
信设备的转动俯仰角 和所述第二通信设备的转动俯仰角 计算所述第一通信设备的第
二转动俯仰角和所述第二通信设备的第二转动俯仰角。

[0087] 所述粗调控制设备500，用于基于所述理论转动角度和误差角度范围生成对所述第一通信设备100和所述第二通信设备200进行粗调的粗调控制信号。所述粗调控制信号的
生成可以是将所述理论转动角度减去二分之一的所述误差角度范围以作为实际转动角度，
具体可以参照前述方法实施例中的步骤。

[0088] 所述细调控制设备600，用于生成控制所述第一通信设备100和所述第二通信设备200轮流进行步进式自动精调以彼此对准的细调控制信号。所述细调控制信号可用于控制
所述第一通信设备和所述第二通信设备轮流按照递减的步进角度进行转动。同时第一通信
设备的通信模块可以判断其与第二通信设备的通信模块之间的通信信号是否锁定。在所述
第一通信设备的通信模块检测到所述通信信号锁定时，所述细调控制信号可以用于控制所
述第二通信设备按照锁定步进角度进行转动。并且在第一通信设备的通信模块检测到所述
通信信号为对准状态时，所述细调控制信号用于控制所述第二通信设备停止转动。在本发
明的进一步的优选实施例中，具体的细调控制信号的控制过程可以参照前述方法步骤的具
体实施例。在此不再累述。

[0089] 所述粗调控制信号和细调控制信号可以通过计算机程序产品生成，程序包含能够实现本发明方法的粗调控制和细调控制的全部特征，当其安装到计算机系统中时，可以实
现本发明的粗调控制和细调控制步骤。本文件中的计算机程序所指的是：可以采用任何程
序语言、代码或符号编写的一组指令的任何表达式，该指令组使系统具有信息处理能力，以
直接实现特定功能，或在进行下述一个或两个步骤之后实现特定功能：a)转换成其它语言、
编码或符号；b)以不同的格式再现。

[0090] 虽然本发明是通过具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同替代。另外，针对特定情形或材
料，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具
体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。

[0091] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。